JPH0666482B2 - 機械電気変換素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、可撓性圧電材料を用いて、機械的応力を電気
信号に変換するか、又は電気信号を機械的振動に変換す
る機械電気変換素子に関する。

＜従来技術＞ この種、機械電気変換素子に適用される可撓性圧電材料
は、合成ゴムや合成樹脂中にチタン酸ジルコン酸鉛，チ
タン酸鉛等の強誘電セラミック粒子を混合してなり、そ
の可撓性により、機械的応力に対して変位し易く、良好
な出力電圧を得ることができることから、超音波送受波
器，水中マイクロフォンや内燃機関の振動検出センサ
ー，電気ピアノの弦振動ピックアップ等種々の用途に用
いられている。

この機械電気変換素子としては、可撓性圧電材料よりな
る圧電層を介して、二つの可撓性電極を対設し、前記圧
電層を前記二電極の対応方向に分極し、すくなくともい
ずれかの電極をリード線に接続し、該リード線から機械
的応力に対応する信号電圧を取出すようにしている。

ところが、この種従来構造にあっては、前記リード線の
接続部において、該リード線の引張や、湾曲または揺動
等により負荷がかかると、これが機械的応力として圧電
層に作用して、ノイズが発生し、誤検知の原因となって
いた。

本発明は、前記リード線の接続部での負荷による電圧の
発生を阻止し、良好な信号電圧を取出し得る機械電気変
換素子の提供を目的とするものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、可撓性圧電材料よりなる圧電層を介して、二
つの可撓性電極を対設し、前記圧電層を前記二電極の対
応方向に分極し、さらに前記電極をリード線に接続して
なる機械電気変換素子において、前記リード線と接続す
る側の部分領域の圧電層を非分極としたことを特徴とす
るものである。

ここで可撓性圧電材料には、圧電ゴム，圧電樹脂等があ
る。また電極層に適用する材料には導電ゴム等がある。

＜作用＞ 本発明は、前記リード線と接続する側の部分領域の圧電
層を非分極としたから、該接続部で、リード線の引張等
により負荷を生じても、該負荷は電気信号に変換されな
い。このため、該負荷による信号電圧の乱れを防止する
ことができる。

＜実施例＞ 第１図は、同軸ケーブル状の、機械電気変換素子１に、
本発明を適用したものである。

ここで、２は圧電ゴムからなる圧電層であって、その中
心には線状導電材からなる芯電極３を有する導電ゴム製
の芯電極層４が埋め込まれている。またその外周には導
電ゴム製の電極層５が形成される。前記電極層５は圧電
層１の端部をも覆い、かつ該電極層５の周囲には必要に
応じて防湿用塗料等が塗着される。

６はリード線であって、その中心には導線７が挿通し、
さらに絶縁層８を介して外周面に導電性編組９が被覆さ
れた公知構成になる。

前記機械電気変換素子１の端部からは、芯電極３が露出
されて、前記導線７と接続されるとともに、前記機械電
気変換素子１とリード線６間には導電性チューブ１０が
外嵌され、該導電性チューブ１０により電極層５と導電
性編組９とが電気的に接続される。

前記構成にあって、圧電層２は、前記リード線６と接続
する側の部分領域を非分極とし、他の部分領域を径方向
に分極している。

前記接続側部分領域を非分極とするには、第１図のよう
に、圧電層２を、一端部側に分極した圧電部分層２ａを
配置し、接続側に非分極の圧電部分層２ｂを配置するよ
うにすればよい。

また他の手段として、前記圧電層２全体を径方向へ分極
してから、圧電層２の接続側部分領域を加熱して、前記
分極処理を消去する方法を用いてもよい。

第２図は、板状の機械電気変換素子２０に本発明を適用
したものであって、圧電ゴム板２１（圧電層）の上下面
には、導電ゴムからなる電極層２２，２２が形成されて
いる。前記電極層２２，２２には、夫々、接続用の導電
性編組２３，２３が埋め込まれている。前記圧電ゴム板
２１の端部にあって、前記導電性編組２３，２３は夫々
露出され、リード線２４，２４が接続される。

かかる構成にあっても、圧電ゴム板２１は、一端部側に
分極した圧電部分層２１ａを配置し、接続部側に非分極
の圧電部分層２１ｂを配置する等の手段により、その接
続側部分領域に非分極処理が施される。

前記実施例において、リード線２４は、電極層２２を切
除して導電性編組２３を露出し、該露出編組２３に半田
付等の手段で接続するようにしてもよい。

＜発明の効果＞ 本発明は、上述のように、電極層をリード線と接続する
側の部分領域を除いて分極するようにしたから、前記リ
ード線の引張等により、その接続部に負荷を生じても、
これが電圧に変換されることはなく、このため、良好な
出力信号を得ることができる等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実施例を示し、第１図は同軸状機械
電気変換素子１に本発明を適用した実施例の縦断側面
図、第２図は板状機械電気変換素子２０に本発明を適用
した実施例の縦断側面図である。 １；機械電気変換素子、２；圧電層、３；芯電極、４；
芯電極層、５；電極層、６；リード線、２０；機械電気
変換素子、２１；圧電ゴム板、２２；電極層、２３；導
電性編組、２４；リード線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可撓性圧電材料よりなる圧電層を介して、
   二つの可撓性電極を対設し、前記圧電層を前記二電極の
   対応方向に分極し、さらに前記電極をリード線に接続し
   てなる機械電気変換素子において、前記リード線と接続
   する側の部分領域の圧電層を非分極としたことを特徴と
   する機械電気変換素子。
2. 【請求項２】圧電層の中心部に芯電極を埋設し、該圧電
   層の外表面を外被電極で覆い、前記電極をリード線に接
   続してなる同軸状の機械電気変換素子の、そのリード線
   と接続する側の部分領域の圧電層を非分極としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第1)項記載の機械電気変換素
   子。
3. 【請求項３】板状圧電層の上下面に夫々電極を形成し、
   前記電極をリード線に接続してなる機械電気変換素子
   の、そのリード線と接続する側の部分領域の圧電層を非
   分極としたことを特徴とする特許請求の範囲第1)項記載
   の機械電気変換素子。